亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置制造方法
【专利摘要】一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，所述观测装置包括浮筒、牵引绳索、沉锚及坐落水中的观测架，在所述观测架上架设有多普勒声学流速剖面仪(ADP)、脉冲耦合模式多普勒声学流速剖面仪(PC-ADP)、多普勒点流速仪(ADV-Ocean)及光学后向散射浊度仪(OBS3+和OBS3A)和分层接沙杯。本实用新型采用低高度、大底座稳定观测架，可以有效的防止高流速、强紊动区域观测架体侧翻情况出现；通过本观测装置可以有效地获得受波浪影响的潮间带近底泥沙及水体上、中、下部垂线域全水深流速流向数据，获得数据具有稳定、连续及多样性的特点。其操作简便，能实现长期自动测量和存储，并能满足常规天气条件和极端天气条件下的全天候无人值守观测要求。
【专利说明】亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水文观测【技术领域】，具体地说是一种亚潮带区域(周期性干出区域，由于周期性的涨落潮过程可以漏出水面区域)近底泥沙及全水深流速流向观测装置。更具体地，本实用新型提供一种强流亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置。
【背景技术】
[0002]获取到长时间序列的可靠的强流亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向数据是认知河口海岸区域潮滩地貌演化机理等相关领域研宄的重要基础前提之一。
[0003]强流亚潮带区域的水文过程具有一定的复杂性和独特性，主要体现在以下3个方面:
[0004](I)涨落潮流流速大，潮差大，水动力强；
[0005](2)测区周围往往较开阔，无遮挡；
[0006](3)洪季测量过程中易受极端条件影响。
[0007]并且，在传统船载测量方法中，即测量人员利用测船及船载测量仪器实施数据采集的方法，受天气影响较大，测量人员和测船均存在严重安全风险，且对于近底层含沙量及流速特征的获取精度低。
[0008]为此，尽管强流亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向数据是亚潮带区域内极为重要的代表性数据类型，但由于实际困难的存在，过往测量实践中通常受天气影响不断调整测量时间且对强流亚潮带区域近底泥沙及流速流向数据进行舍弃，这极大地降低了河口海岸区域潮滩地貌演化机理等相关研宄的精确度。因此，针对强流亚潮带区域区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置的探宄是十分必要的。
实用新型内容
[0009]为克服上述问题，本实用新型的目的是:提供一种强流(亚潮带)深水区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置。所述装置克服了该区域近底泥沙及全水深流速流向数据极端天气下无法全天候连续获取且常规天气观测中获取精度低的难题，为河口海岸区域潮滩地貌演化机理等相关研宄提供了新的观测技术手段，有助于提高其研宄结果的准确度。
[0010]本实用新型技术方案如下:
[0011]一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，包括观测架，其特征在于，
[0012]所述观测架为框架型构件，
[0013]所述观测架的框架型构件分为3层，上层，中层及底层，所述观测架上层框架自底层框架起高1.2-1.5m，中层高0.5-0.7m，底层框架高度，即未置入水体淤泥之前的自身高度，0.1 ?0.15m，
[0014]在所述观测架上架设有水体流速观测仪及光学后向散射浊度仪，以分别测得近底层水体的水温、盐度、含沙量、水体水深及水体垂线域各深度流速，
[0015]在各层连接杆部分连续放置长20cm的接沙杯，
[0016]所述水体流速观测仪包括上、中、下部水体流速观测仪，用于分别采集水体上、中、下部垂线域的水体流速流向数据及波浪数据。
[0017]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架通过牵弓I绳索顺序连接沉锚链及浮筒。
[0018]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架上层高1.2m,中层高0.5m，底座高度0.lm。
[0019]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架为框架型构件的中层及底层为等边三角形框架结构，等边三角形框架边长1.8-2m，在底层，即底座配重的情况下，所述观测架整体重心不高于40cm。
[0020]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架中层框架边梁上平行放置浊度仪和中部水体流速观测仪，所述中部水体流速观测仪用于采集水体中部垂线域的水体流速流向数据，所述浊度仪用于采集距底层50cm处的池度值。
[0021]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架底层框架竖直连接杆上0.3m处竖直设置浊度仪，用于采集距底层0.3m处的浊度值。
[0022]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架框架型构件的上层为一锥台形框架，所述锥台形框架形成一凹陷的内置安装仪器用平台，放置上、下部水体流速观测仪，用于分别采集水体上、下部垂线域的水体流速流向数据及波浪数据，所述锥台形框架上部边梁水平设置浊度仪，用于采集距底层1.2m的浊度值，
[0023]根据本实用新型所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所示凹陷内置框架底部边梁高于所述观测架中层框架边梁。
[0024]凹陷部分作用在于可合理利用空间有效的集成放置多套流速及浊度采集设备及电源设备，并且有效保护其中设备受到外力碰撞(观测架在抛投及回收过程中会与船体发生碰撞；在水下测量过程中，水下较大型漂流物或过往船只都有可能对观测架造成碰撞)。
[0025]根据本实用新型，由于观测架放到海底的时候三个角支座会陷入到海底中，所以在观测架放下测量过程中，底层即为海底。另外，1.2m处是观测架的最顶层，及最高高度，因此为了最终可以插值得到观测架最上面到最下面之间的浊度值，所以底层、中层和上层各放置一个浊度仪探头。
[0026]又，所述观测架中层放置声学流速仪及光学后向散射浊度仪探头，用于分别采集水体上、中、下部分流速流向数据及波浪数据及距底层50cm处浊度值，所述水体下部特指观测架底层边梁至观测架中层边梁水体区域，所述水体中部特指观测架中层边梁以上1m左右水体区域，所述水体上部特指观测架底层边梁至观测架上层边梁至水面水体区域。
[0027]根据本实用新型，由于观测架放到海底的时候三个角支座会陷入到海底中，所以在观测架放下测量过程中，底层即为海底。
[0028]观测架上层主要放置光学后向散射浊度仪探头，采集距底1.2m浊度值。第二层放置三套声学流速仪及光学后向散射浊度仪探头，分别采集上、中、下部分水体流速流向数据及波浪数据及距底50cm浊度值。底层放置光学后向散射浊度仪探头，采集距底0.3m浊度值。
[0029]所述在各层连接杆部分连续放置接沙杯，如图所示，就是一个接着一个连接放置，例如，接沙杯现有尺寸是20cm高度，一次就是20cm —个接沙杯。
[0030]根据本实用新型，其布放由测船运送本测量装置及安装人员于涨平潮或落平潮时段到达待测区域，布放过程中，投放顺序为坐底观测架，沉锚，浮筒。其回收由测船只运送作业人员于涨平潮或落平潮时段到达待测区域，回收过程中，回收顺序为浮筒，沉锚，坐底观测架。
[0031]根据本实用新型的观测方法，其数据采集在于观测装置可以连续自动测量，并记录测量数据，测量过程不受极端天气状况影响。
[0032]根据本实用新型的观测方法，根据本实用新型的观测装置及方法，其数据处理在于将测量仪器停止，数据导出；利用现场采集悬沙样品对光学后向散射浊度仪(OBS3+，OBS-3A)浊度值进行标定，在标定中，根据不同泥沙浓度分段标定，得到近底层水体的水温、盐度、含沙量；多普勒声学流速剖面仪(ADP)处理得水深及垂线上各深度流速。
[0033]根据本实用新型的一种强流亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，所述装置克服了该区域近底泥沙及全水深流速流向数据极端天气下无法全天候连续获取且常规天气观测中获取精度低的难题，为河口海岸区域潮滩地貌演化机理等相关研宄提供了新的观测技术手段，有助于提高其研宄结果的准确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本实用新型的亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置立体示意图。
[0035]图2为本实用新型的亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置使用示意图。
[0036]图中，I为浊度仪，2为分层接沙杯，3为上部流速仪，4为电池，5为中部流速仪，6为下部流速仪，7为锚链，8为钢丝绳，9为浮筒。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图及实施例对本实用新型进一步描述:
[0038]实施例
[0039]一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，所述观测装置包括浮筒、牵引绳索、沉锚及坐落水中的观测架。在所述观测架上架设有多普勒声学流速剖面仪(ADP)、脉冲耦合模式多普勒声学流速剖面仪(PC-ADP)、多普勒点流速仪(ADV-Ocean)及光学后向散射浊度仪(OBS3+和OBS3A)和分层接沙杯。
[0040]浮筒通过牵引绳索连接沉锚链一端，沉锚链另一端连接坐底观测架，牵引绳索的长度为抛投现场水深值的一倍。
[0041]所述观测架采用低高度、大底座稳定观测架，且观测架分为3层，层高1.2m，中层高0.5m，在底座配重的情况下，架体整体重心不高于40cm，有效的保证了近底强流作用下架体的稳定性。
[0042]通过仪器调试和安装、观测装置布放、数据采集及数据处理分析等步骤完成对亚潮带区域近底层含沙量、盐度、温度及全水深流速流向的观测，并同步采集近底层分层悬移质样品。
[0043]坐底观测架采用低高度、大底座稳定观测架，观测架分为3层，上在底座配重的情况下，架体整体重心不高于40cm，有效的保证了近底强流作用下架体的稳定性。
[0044]另外，观测架上层为等边三角形，边长1-1.2m，主要放置光学后向散射浊度仪探头，采集距底1.2m浊度值；第二层放置三套声学流速仪及光学后向散射浊度仪探头，分别采集上、中、下部分水体流速流向数据及波浪数据及距底50cm浊度值；底层放置光学后向散射浊度仪探头，采集距底0.3m浊度值；并且在各层连接杆部分连续放置接沙杯。
[0045]根据本实用新型，其布放由测船运送本测量装置及安装人员于涨平潮或落平潮时段到达待测区域，布放过程中，投放顺序为坐底观测架，沉锚，浮筒。
[0046]根据本实用新型，其数据采集在于观测装置可以连续自动测量，并记录测量数据，测量过程不受极端天气状况影响。
[0047]根据本实用新型，其回收由测船只运送作业人员于涨平潮或落平潮时段到达待测区域，回收过程中，回收顺序为浮筒，沉锚，坐底观测架。
[0048]根据本实用新型，其数据处理在于将测量仪器停止，数据导出；利用现场采集悬沙样品对光学后向散射浊度仪(OBS3+，OBS-3A)浊度值进行标定，在标定中，根据不同泥沙浓度分段标定，得到近底层水体的水温、盐度、含沙量；多普勒声学流速剖面仪(ADP)处理得水深及垂线上各深度流速。
[0049]据本实用新型，提供一种强流亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，所述装置克服了该区域近底泥沙及全水深流速流向数据极端天气下无法全天候连续获取且常规天气观测中获取精度低的难题，为河口海岸区域潮滩地貌演化机理等相关研宄提供了新的观测技术手段，有助于提高其研宄结果的准确度。
【权利要求】
1.一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，包括观测架，其特征在于， 所述观测架为框架型构件， 所述观测架的框架型构件分为3层，上层，中层及底层，所述观测架上层框架自底层框架起高1.2-1.5m，中层高0.5-0.7m，底层框架高度，即未置入水体淤泥之前的自身高度，0.1 ?0.15m， 在所述观测架上架设有水体流速观测仪及光学后向散射浊度仪，以分别测得近底层水体的水温、盐度、含沙量、水体水深及水体垂线域各深度流速， 在各层连接杆部分连续放置长20cm的接沙杯， 所述水体流速观测仪包括上、中、下部水体流速观测仪，用于分别采集水体上、中、下部垂线域的水体流速流向数据及波浪数据。
2.如权利要求1所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架通过牵弓I绳索顺序连接沉锚链及浮筒。
3.如权利要求1所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架上层高L 2m,中层高0.5m，底座高度0.lm。
4.如权利要求1所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架为框架型构件的中层及底层为等边三角形框架结构，等边三角形框架边长1.8-2m，在底层，即底座配重的情况下，所述观测架整体重心不高于40cm。
5.如权利要求1所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架中层框架边梁上平行放置浊度仪和中部水体流速观测仪，所述中部水体流速观测仪用于采集水体中部垂线域的水体流速流向数据，所述浊度仪用于采集距底层50cm处的浊度值。
6.如权利要求1所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于，所述观测架底层框架竖直连接杆上0.3m处竖直设置浊度仪，用于采集距底层0.3m处的浊度值。
7.如权利要求1所述一种亚潮带区域近底泥沙及全水深流速流向观测装置，其特征在于， 所述观测架框架型构件的上层为一锥台形框架，所述锥台形框架形成一凹陷的内置安装仪器用平台，放置上、下部水体流速观测仪，用于分别采集水体上、下部垂线域的水体流速流向数据及波浪数据，所述锥台形框架上部边梁水平设置浊度仪，用于采集距底层1.2m的浊度值， 所示凹陷内置框架底部边梁高于所述观测架中层框架边梁。
【文档编号】G01P5/24GK204177386SQ201420502749
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】王钟寅, 曹杰, 纪为刚, 黄伟, 王元叶, 李为华, 程晨 申请人:上海河口海岸科学研究中心